قياس الحالية Bioelectric مع التحقيق الذي تجريه بالاهتزاز
Summary
يوصف تصنيع والمعايرة واستخدام غير الغازية مجسات لقياس التذبذب الحالي bioelectric في الأنظمة البيولوجية المختلفة.
Abstract
المجالات الكهربائية ، التي تم إنشاؤها بواسطة النقل النشط للأيونات ، موجودة في كثير من النظم البيولوجية وغالبا ما تخدم وظائف مهمة في الأنسجة والأعضاء. على سبيل المثال ، وأنها تلعب دورا هاما في توجيه الهجرة الخلية أثناء التئام الجروح. نحن هنا وصف لتصنيع واستخدام ultrasensitive تحقيقات تهتز لقياس التيارات الكهربائية خارج الخلية. لجنة التحقيق هي معزولة ، والأسلاك المعدنية شحذ مع تلميح البلاتين سوداء صغيرة (30-35 ميكرون) ، والتي يمكن الكشف عن التيارات الأيونية في نطاق 2 أمبير / سم في ملحي الفسيولوجية. هو صدي لجنة التحقيق في نحو 200 هرتز بواسطة بندر كهرضغطية. في وجود تيار الأيونية ، والتحقيق يكشف الفرق الجهد بين طرفي النقيض من حركته. وقفل في المرشحات مكبر للصوت الضوضاء الدخيلة عن طريق حصر للتردد على لجنة التحقيق من الاهتزاز. يتم تسجيل البيانات على جهاز الكمبيوتر. يتم معايرة التحقيق في بداية ونهاية التجارب في المياه المالحة المناسبة ، وذلك باستخدام الدائرة التي تطبق بالضبط الحالي البالغ 1.5 أمبير / سم 2. ونحن تصف كيفية جعل التحقيقات ، وإعداد نظام ومعايرة. كما تبين لنا هذه التقنية لقياس القرنية ، وتظهر بعض النتائج ممثل من عينات مختلفة (القرنية ، والجلد والدماغ).
Protocol
Discussion
وصفنا بتكلفة منخفضة ، والأساسية ، ولكن حساسة للغاية التحقيق تهتز نظام لقياس غير جراحية التيار الكهربائي في العديد من النظم البيولوجية.
التعديلات الممكنة
- إذا البلاتين / الايريديو?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نحن ممتنون للبروفيسور ريتشارد Borgens ، ومركز للبحوث الشلل ، جامعة بوردو ، للمساعدة في تجميع نظام التحقيق تهتز. وأيد هذه الدراسة من قبل المعاهد الوطنية للصحة NEI 1R01EY019101 منحة لMZ وغرفتين ، وجزئيا من المنح المقدمة من معهد كاليفورنيا للالطب التجديدي RB1 01417 – NSF ، MCB – 0951199 ، وبمنحة من أبحاث المطلقة للوقاية من العمى ، جامعة كاليفورنيا في ديفيس طب وجراحة العيون
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Eligoy-Stainless Electrode | World Precision Instruments | SSM33A70 | 76 mm, 7 MΩ, 1-2μm tip | |
| Gold R30 connector | www.vectorelect.com | R30 | Re-usable | |
| Silver-loaded epoxy | 3M | SL65 | Mix 1-part Resin with 1-part Hardener | |
| Dissecting microscope | Olympus | SZ40 | Magnification x6 to x40 | |
| Potassium dicyanoaurate (KAu(CN)2) | Sigma-Aldrich | 379867 | CAUTION: Toxic | |
| Chloroplatinic acid hydrate (H2PtCl6 x 6H2O) | Sigma-Aldrich | 520896 | CAUTION: Toxic | |
| Lead(II) acetate trihydrate (Pb(CH3CO2)2 x 3H2O) | Sigma-Aldrich | 185191 | CAUTION: Toxic | |
| Nano-Amp power source | Made in-house | – | Powered by six 1.5 V (AAA) batteries | |
| 3-dimensional micro-positioner | Line Tool Co. | Model H | ||
| Lock-in amplifier | Stanford Research Systems | SR530 | ||
| Digital I/O interface | National instruments | PCI-6220 | ||
| Shielded Connector Block with BNC connections | National instruments | BNC-2110 | ||
| Strathclyde Electrophysiology Software | University of Strathclyde Institute of Pharmacy and Biomedical Sciences, UK | WinWCP V4.1.5 | Free download from: http://spider.science.strath.ac.uk/sipbs/software_ses.htm | |
| Calibration Chamber | Made in-house | |||
| Constant Current Calibrator | Vibrating Probe Company | Powered by one 9 V (PP3) battery |
References
- Reid, B., Nuccitelli, R., Zhao, M. Non-invasive measurement of bioelectric currents with a vibrating probe. Nat. Protoc. 2, 661-9282 (2007).
- Reid, B., Song, B., McCaig, C. D., Zhao, M. Wound healing in rat cornea: the role of electric currents. FASEB J. 19, 379-386 (2005).
- Lois, N., Reid, B., Song, B., Zhao, M., Forrester, J. V., McCaig, C. D. Electric currents and lens regeneration in the rat. Exp. Eye Res. 90, 316-323 (2010).
- Wang, E., Reid, B., Lois, N., Forrester, J. V., McCaig, C. D., Zhao, M. Electrical inhibition of lens epithelial cell proliferation: an additional factor in secondary cataract. FASEB J. 19, 842-844 (2005).
- Guo, A., Song, B., Reid, B., Gu, Y., Forrester, J. V., Jahoda, C., Zhao, M. Effects of physiological electric fields on migration of human dermal fibroblasts. J. Invest. Derm. , (2010).
- Reid, B., Song, B., Zhao, M. Electric currents in Xenopus tadpole tail regeneration. Dev. Biol. 335, 198-207 (2009).
- Zhao, M., Song, B., Pu, J., Wada, T., Reid, B. Electrical signals control wound healing through phosphatidylinositol-3-OH kinase-γ. 442, 457-460 (2006).
- Reid, B., EO, G. r. a. u. e. -. H. e. r. n. a. n. d. e. z., Mannis, M. J., Zhao, M. Modulating endogenous electric currents in human corneal wounds – a novel approach of bioelectric stimulation without electrodes. Cornea. , (2010).
- Nuccitelli, R. An ultrasensitive vibrating probe for measuring steady extracellular currents. J. Cell Biol. 63, 614-628 (1974).
- Hotary, K. B., Nuccitelli, R., Robinson, K. R. A computerized 2-dimensional vibrating probe for mapping extracellular current patterns. J. Neurosci. Meth. 43, 55-67 (1992).
- Nuccitelli, R. Endogenous ion currents and DC electric fields in multicellular animal tissues. Bioelectromagnetics Supplement. 1, 147-157 (1992).
- Levin, M. Bioelectric mechanisms in regeneration: Unique aspects and future perspectives. Seminars in Cell Dev. Biol. 20, 543-556 (2009).
- Zhao, M. Electric fields in wound healing – An overriding signal that directs cell migration. Seminars in Cell Dev. Biol. 20, 674-682 (2009).
